CN1214283C - 电光装置及其制造方法以及器件和电子仪器 - Google Patents

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Abstract

一种电光装置，在衬底(2)上设置遮光层(3)；将形成在遮光层(3)上的滤色器层(13)隔开的分隔层(14)；密封这些遮光层(3)、分隔层(14)、滤色器层(13)的保护层(6)。分隔层(14)的至少一部分覆盖遮光层(3)上没有被滤色器层覆盖的部分，把保护层(6)和遮光层(3)分离为非接触状态，所述遮光层和分隔层相隔一定间隔排列多个，覆盖所述遮光层的所述分隔层位于排列的端部。上述电光装置，缓和保护层的下陷，能够减少电极的断线，本发明还提供所述电光装置的制造方法、以及器件和电子仪器。

Description

电光装置及其制造方法以及器件和电子仪器
技术领域
本发明涉及滤色器、电发光元件矩阵等的电光装置及其制造方法以及器件和电子仪器。
背景技术
作为具有滤色器的电光装置，我们知道应用了喷墨法的电光装置。图6表示滤色器衬底的一个例子。该图所示的滤色器衬底1在透明衬底2上直立设置被称作黑底的由Cr等形成的遮光层3和作为墨水分隔层的隔板(bank)4，通过在这些遮光层3和隔板4之间，以给定图案排列了红(R)、绿(G)、蓝(B)的滤色器层5，就构成了滤色器。
在滤色器的表面上，为了保护该滤色器底的同时使滤色器衬底1的表面平坦化，形成了丙烯酸树脂等的保护层(被覆层)6，在保护层6的表面上形成了ITO等的电极7。
可是，在上述的以往的技术中，存在以下的问题。
保护层6在滤色器的端部，与遮光层3以及隔板4的双方接触，但是对于保护层6的浸湿性，遮光层3和隔板4之间存在差异，所以保护层6的厚度急剧变化。具体而言，与隔板4比较，遮光层3对于保护层6的浸湿性好，所以在遮光层3和保护层6接触的部分A，保护层6局部成为被拉伸的形状，接触部附近的表面B的陷入变得急剧起来。结果，在B部附近，沿着保护层的表面的电极7容易断线，产生质量不良的问题。
发明内容
本发明是鉴于以上问题而提出的，其目的在于：提供缓和保护层的下陷，能够减少电极的断线的电光装置及其制造方法、以及器件和电子仪器。
为了实现所述的目的，本发明采用了以下的结构。
本发明的电光装置，在衬底上设置了遮光层；将形成在该遮光层上的滤色器层隔开的分隔层；密封这些遮光层、分隔层、滤色器层的保护层；其特征在于：分隔层的至少一部分覆盖遮光层上没有被滤色器层覆盖的部分，把保护层和遮光层分离为非接触状态，所述遮光层和分隔层相隔一定间隔排列多个，覆盖所述遮光层的所述分隔层位于排列的端部。
因此，在本发明中，即使对于保护层的浸湿性，在遮光层和分隔层不同，遮光层也不会接触保护层，而是分隔层与保护层接触。因此，能抑制由浸湿性的差异导致的保护层的急剧的变化，其结果，通过缓和了保护层上的电极的变形，能降低断线的发生。
据此，在本发明中，即使在配置了遮光层、分隔层和滤色器层的地方与不配置这些的地方的边界部分，保护层的厚度发生变化，也能抑制由浸湿性的差导致的急剧的变化。
而且，本发明能采用以下结构：遮光层由金属材料形成；分隔层和保护层由合成树脂材料形成。
据此，在本发明中，即使以例如Cr等的金属材料形成遮光层，以聚合物树脂形成分隔层，以丙烯酸树脂等的合成树脂材料形成保护层，也能抑制由浸湿性的差导致的保护层的急剧变化。
另外，本发明的器件，具有遮光层、形成在遮光层上的分隔层、形成在分隔层之间的功能层，所述功能层是有机EL发光层或显微透镜阵列、覆盖遮光层、分隔层和功能层的保护层，其特征在于：分隔层的至少一部分覆盖遮光层上没有被功能层覆盖的部分，把保护层和遮光层分离为非接触状态，所述遮光层和分隔层相隔一定间隔排列多个，覆盖所述遮光层的所述分隔层位于排列的端部。
据此，在本发明中，能减少器件中的断线的发生，提高质量。
本发明的电子仪器的特征在于：具有所述的电光装置。
据此，在本发明中，能降低断线的发生，提高电子仪器的质量。
而本发明的电光装置的制造方法中，电光装置在衬底上设置遮光层；将形成在该遮光层上的滤色器层隔开的分隔层；密封这些遮光层、分隔层、滤色器层的保护层，其特征在于：包括：所述衬底上形成所述遮光层的步骤；所述分隔层的至少一部分覆盖所述遮光层上没有被滤色器层覆盖的部分形成所述分隔层的步骤，使所述遮光层和分隔层相隔一定间隔排列多个，使覆盖所述遮光层的所述分隔层位于排列的端部；在由所述分隔层分隔的区域上涂颜色材料形成所述滤色器层的步骤；与所述遮光层非接触状态地在所述滤色器层上形成所述保护层的步骤。
因此，在本发明中，即使对于保护层的浸湿性，在遮光层和分隔层不同，遮光层也不会接触保护层，而是分隔层接触保护层。因此，能抑制由浸湿性的差导致的保护层的急剧的变化，其结果，通过缓和了保护层上的电极的变形，能降低断线的发生。
附图说明
下面简要说明附图。
图1是制造滤色器时使用的滤色器衬底的俯视图。
图2是图1中用符号A标示的圆内的放大图。
图3是图2所示的面板的局部剖视图。
图4是表示(a)～(f)是使用衬底制造的滤色器的步骤的一个例子的图。
图5是表示具有电光装置的电子仪器的一个例子的图，(a)是移动电话的立体图，(b)是手表型电子仪器的立体图，(c)是便携式信息处理装置的立体图。
图6是表示基于以往技术的滤色器衬底的一个例子的局部剖视图。
下面简要说明附图符号。
3—遮光层；6—保护层；7—ITO电极(电极)；12—滤色器衬底(电光装置)；13—象素部(滤色器层)；14—隔板(分隔层)。
具体实施方式
下面，参照图1～5说明本发明的电光装置和它的制造方法、以及器件和电子仪器的实施例。这里以作为电光装置的零件，制造滤色器为例进行说明。在这些图中，对于与作为以往例而表示的图6，相同的结构要素采用了相同的符号，省略了说明。
图1是表示在本实施例中制造滤色器时使用的滤色器衬底的平面形状的俯视图。图2是用图1的符号A表示的圆内的放大图。
如图1所示，滤色器衬底12处于，把成为一个滤色器的面板片11在平面上排列多个的状态。在本实施例中，一块滤色器衬底12由大约100个面板片11构成。在制造滤色器时，对这些多个面板片11统一进行墨水的喷出和干燥的处理，然后，切开分离为面板片单位，作为滤色器。
如图2所示，面板片11具有排列为矩阵状的多个象素部(滤色器层)13，象素部和象素部的边界由隔板(分隔层)14分隔。在制造滤色器时，对所述象素部13的一个一个，各喷出红、绿、蓝的任意的墨水(颜色材料)数滴，形成滤色器层。在图2所示的例子中，红、绿、蓝的配置为所谓的镶嵌型，但是只要把三色均等地配置，就可以为带型等其它的配置。
图3是图2所示的面板端部的局部放大图。
构成滤色器衬底12的面板片11具有：在透明衬底2上用Cr等的金属材料形成的被称作黑底的遮光层3；用氟类聚合物树脂等的合成树脂形成在遮光层3上，并且分隔象素部13(的区域)的隔板14。从截面形状来看，以给定的间隔被排列的多个遮光层3和隔板14之间，以给定图案形成了象素部13，用于作为滤色器。
包含遮光层3、隔板14和象素部13的滤色器，用由丙烯酸树脂等的合成树脂形成的保护层6，跨滤色器的外侧被密封保护，并且它的表面被平坦化。在该保护层6的表面(上表面)上形成了ITO电极(电极)7。
而且，在排列的多个隔板14中，位于端部(X方向和Y方向的双方)的隔板14被配置为，通过其向面板片11的外侧延伸，覆盖遮光层3，而把保护层6和遮光层3分离为非接触状态。
下面，参照图4详细说明基于本实施例的制造方法的滤色器的制造步骤。
例如，把膜厚0.7mm、长470mm、宽370mm的由无碱玻璃构成的透明衬底2的表面，用向热硫酸中添加了1重量％的过氧化氢水的洗涤液洗涤，用清水漂净后，进行空气干燥，取得干净的表面。在该表面，通过溅射法，以平均0.2μm的膜厚形成铬膜，得到了金属层。在该金属层的表面旋转镀敷了光刻胶。把衬底在加热板上以80℃干燥5分钟，形成了光刻胶层。
使描绘了所需的矩阵图案形状的掩模薄膜紧贴在该衬底表面上，用紫外线进行了曝光。接着，把它浸渍在以8重量％包含了氢氧化钾的碱性显影液中，除去未曝光的部分的光刻胶，对光刻胶层进行了构图。这样，就得到了具有给定的矩阵图案的遮光层(黑底)3。
再用旋转涂敷法，在该衬底2上涂敷了阴性的透明丙烯酸类的感光性树脂组合物。在100℃烘焙20分钟后，使用描绘了给定矩阵图案形状的掩模薄膜进行了紫外线曝光。用碱性的显影液使未曝光的部分显影，用纯水洗涤后，进行了旋转干燥。以200℃进行30分钟的作为最终干燥的后烘焙，使树脂部充分硬化，形成了隔板14(参照图4(a))。这时，如上所述，位于端部的隔板14，向外侧延伸，覆盖遮光层3的外侧。
为了改善被得到的遮光层3和隔板14分隔(划分)开的滤色器层形成区域(象素部)的墨水浸湿性，进行了干蚀刻即大气压等离子体处理。向在氦中加了20％的氧的混合气体外加高电压，在大气压内，把等离子体气氛形成为蚀刻点，使衬底通过该蚀刻点而进行蚀刻，与隔板14一起进行了滤色器层形成区域(玻璃衬底的露出面)的活性化处理。
一边从喷墨头15以高精度地向该滤色器层的形成区域(象素部13)喷出颜色材料即墨水，一边涂敷墨水(参照图4(b))。对喷墨打印头15使用应用了压电效应的精密喷墨头，有选择地使微小的墨滴例如8滴(约10pl/l)喷到各着色形成区域(象素部13)中。为了控制从喷墨头向目标的滤色器层形成区域的飞翔速度、飞行曲线，并防止被称作附带物的分裂散射滴的发生，墨水的物性不用说，驱动喷墨头的压电元件的电压和它的波形是重要的。因此，预先对设定了条件的波形进行编程，使墨滴涂敷为红、绿、蓝三色，形成了给定的配色图案的滤色器层。
须指出的是，作为墨水的组成例，使用了热固化性树脂为20重量％、有机颜料10％、二甘醇丁醚衍生物等溶剂70重量％的组合物。
然后，向象素部13涂敷墨滴后的干燥是，在自然气氛下放置三小时，而进行墨水层的设置后，在例如80℃的加热板上加热40分钟(预烘焙)，最后在炉子中用200℃加热30分钟(后烘焙)，进行墨水层的硬化处理，就得到了滤色器层。通过该干燥，象素部13中的墨水通过加热，溶剂蒸发，体积减少，最终只有墨水的固体成分残留并膜化(参照图4(c))。关于其他颜色也同样重复该步骤，分别形成R、G、B的象素部13(参照图4(d))。
然后，在这样制造的滤色器衬底上旋转涂敷透明丙烯酸树脂涂料，得到具有平滑面的保护层6(被覆层)(参照图4(e))。在其上表面以所需的图案形成由ITO构成的电极层7，作为滤色器。须指出的是，当在液晶的驱动中使用TFT(Thin Film Transistor)时，不需要该构图。确认了取到的滤色器在热循环耐久试验、紫外线照射试验、加湿试验等的耐久试验中合格，能作为液晶显示装置等的要素衬底充分使用。
这样，在本实施例中，因为端部的遮光层3由隔板14被覆盖，所以保护层6和遮光层3不接触。因此，即使在金属材料的遮光层3和合成树脂材料的隔板14中对保护层6的浸湿性存在差异，也不会发生保护层6在面板端部接触浸湿性不好的隔板14，而产生局部被拉伸等问题。因此，能避免保护层6的急剧的变化，其结果，缓和了沿着保护层6表面的电极7的变形，从而能降低断线的发生。
下面，说明作为电光装置具有所述的滤色器的电子仪器的例子。
图5(a)是表示移动电话的一个例子的立体图。在图5(a)中，符号1000表示移动电话主体，符号1001表示了使用所述的滤色器的显示部。
图5(b)是表示手表式电子仪器的一个例子的立体图。在图5(b)中，符号1100表示手表主体，符号1101表示所述的滤色器的显示部。
图5(c)是表示文字处理器、个人电脑等的便携式信息处理装置的一个例子的立体图。在图5(c)中，符号1200表示信息处理装置，符号1202表示键盘等的输入部，符号1204表示信息处理装置主体，符号1206表示使用了所述滤色器的显示部。
在图5(a)～(c)所示的电子仪器中，因为具有所述实施例的滤色器，所以能抑制断线等的不良，实现高质量的电子仪器。
须指出的是，本发明的技术范围并不局限于所述的实施例，在不脱离本发明的宗旨的范围中，能做各种变更。
本发明的电光装置并不局限于液晶显示设备用的滤色器，例如能应用于MLA(显微透镜阵列)和EL(场致发光)显示器件。EL显示器件具有用阴极和阳极夹着含荧光性的无机和有机化合物的薄膜的结构，并且是通过向所述薄膜注入电子和空穴(hole)，使其再结合，产生电子空穴对(exciton)，利用该电子空穴对失活时发出的光(荧光、磷光)而发光的元件。把在这样的EL显示元件中使用的荧光性材料中呈现红、绿、蓝的各发光色的材料即发光层的形成材料和形成空穴注入/电子输送层的材料作为墨水，使用本发明的制膜装置，通过在TFT(Thin Film Transistor)和TFD(Thin Film Diode)等的元件衬底上构图形成功能层，制造自发光滤色器EL器件。本发明的电光装置的范围中，也包含EL器件。
如上所述，在本发明中，实现了避免保护层的急剧变化，能降低电极的断线的发生的效果。另外，在本发明中，抑制了断线等的不良，实现了取得高质量的电子仪器和器件的效果。

Claims (6)

1.一种电光装置，在衬底上设置有：遮光层；将形成在该遮光层上的滤色器层隔开的分隔层；密封这些遮光层、分隔层以及滤色器层的保护层；其特征在于：所述分隔层的至少一部分覆盖所述遮光层上没有被滤色器层覆盖的部分，把所述保护层和所述遮光层分离为非接触状态，所述遮光层和分隔层相隔一定间隔排列多个，覆盖所述遮光层的所述分隔层位于排列的端部。
2.根据权利要求1所述的电光装置，其特征在于：所述遮光层由金属材料形成；所述分隔层和所述保护层由合成树脂材料形成。
3.一种电子仪器，其特征在于：具有根据权利要求1或2所述的电光装置。
4.一种器件，具有遮光层；形成在所述遮光层上的分隔层；形成在所述分隔层之间的功能层，所述功能层是有机EL发光层；覆盖所述遮光层、所述分隔层和所述功能层的保护层；其特征在于：所述分隔层的至少一部分覆盖所述遮光层上没有被功能层覆盖的部分，把所述保护层和所述遮光层分离为非接触状态，所述遮光层和分隔层相隔一定间隔排列多个，覆盖所述遮光层的所述分隔层位于排列的端部。
5.一种器件，具有遮光层；形成在所述遮光层上的分隔层；形成在所述分隔层之间的功能层，所述功能层是显微透镜阵列；覆盖所述遮光层、所述分隔层和所述功能层的保护层；其特征在于：所述分隔层的至少一部分覆盖所述遮光层上没有被功能层覆盖的部分，把所述保护层和所述遮光层分离为非接触状态，所述遮光层和分隔层相隔一定间隔排列多个，覆盖所述遮光层的所述分隔层位于排列的端部。
6.一种电光装置的制造方法，所述电光装置在衬底上设置遮光层；将形成在该遮光层上的滤色器层隔开的分隔层；密封这些遮光层、分隔层以及滤色器层的保护层；其特征在于：包括：
所述衬底上形成所述遮光层的步骤；
所述分隔层的至少一部分覆盖所述遮光层上没有被滤色器层覆盖的部分形成所述分隔层的步骤，使所述遮光层和分隔层相隔一定间隔排列多个，使覆盖所述遮光层的所述分隔层位于排列的端部；
在由所述分隔层分隔的区域上涂颜色材料形成所述滤色器层的步骤；
与所述遮光层非接触状态地在所述滤色器层上形成所述保护层的步骤。
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